[发明专利]镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层

说明书

本发明公开了一种镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层，该涂层采用采用等离子喷涂制得，等离子喷涂的喷涂粉末的成分为：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。本发明的涂层致密度达到98%，结合力达到70Mpa，具有很好的抗高温氧化性能，1100℃下热震性能超过300次，并具有较好的自愈和功能。

技术领域

本发明涉及表面涂层技术领域，具体涉及一种镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层的制备方法。

背景技术

GH202主要用于制造航空发动机转子叶片，正常使用温度为850℃，超过这一温度，合金的抗高温氧化性能将急剧下降。然而由于其特殊的服役环境，实际使用温度可能会达到1100℃以上。未来发动机的推重比将达到12-15，其进口温度也会更高，这就加速了合金的氧化腐蚀，在合金表面制备一层抗高温氧化腐蚀的涂层是解决这一问题的有效手段。目前很多涂层材料在1100℃以上服役时其效果不太理想，主要是涂层与基体热膨胀系数不匹配，在热疲劳条件下会产生剥落，因此新型涂层材料的开发和制备工艺变得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层，提高抗高温氧化性能和热震性能。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层，该涂层采用等离子喷涂制得，等离子喷涂的喷涂粉末的成分为：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。

本发明的涂层中Ta元素可以增加涂层的硬度，降低裂纹敏感性，同时还具有吸养作用，抑制涂层中其它元素的氧化。

本发明的镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层的制备方法，包括如下步骤：

（1）将镍基高温合金试样用线切割加工成40mm×40mm×5mm, 在SiC砂纸上磨至180钼，在丙酮里浸泡10h，并用超声波清洗机清洗，吹干；

（2）将试样夹在夹具上，用16# 刚玉，在4个大气压缩空气下进行喷砂粗化处理；

（3）将试样预热至400℃，采用高能等离子喷涂；

（4）喷涂涂层厚度为148-152um。

进一步地，高能等离子喷涂的主气为N₂，辅气和载气为Ar₂；喷涂功率为30Kw，距离为100mm，主气流量为60L/min，辅气流量为25L/min，载气流量为2r/min。

进一步地，喷涂涂层厚度为150um。

本发明在等离子喷涂前先进行喷砂处理，喷砂处理主要是除去基体表面的氧化膜并使表面粗糙度增加从而增加基体与涂层的结合力。

本发明的有益效果：本发明的涂层致密度达到98%，结合力达到70Mpa，本发明的涂层1100℃下热震性超过300次，本发明的涂层，在高温状态下熔融的硅流动到裂纹处将裂纹重新填满，使得涂层在高温下具有自愈和的功能。

附图说明

图1为CoCrAlYTaSi涂层截面微观结构图。

图2为CoCrAlYTaSi涂层为EPMA分析的元素分布图。

图3为热震实验后涂层表面相貌图。

具体实施方式

实施例1

镍基高温合金CoCrAlYTaSi涂层，该涂层采用等离子喷涂制得，等离子喷涂的喷涂粉末的成分为：Co37wt.%、Cr24wt.%、Al19wt.%、Y2wt.%、Ta15wt.%、Si3wt.%。涂层厚度为150um。